Способ измерения шумовых параметров рассеяния активных приборов

Изобретение относится к разноиэмерениям и может использоваться припроектировании усилителей, смесителей и других шумящих устройств наактивных приборах.Известны различные способы измерения шумовых параметров рассеяйияактивных приборов, например транзисторов, при их представлении ввиде автономных четырехполюсников.Для полного описания шумовых свойствтранзистора-четырехполюсника необходимо измерить 4 вещественных шумовыхпараметра: собственную спектральнуюплотность на его входе, собственнуюспектральную плотность на его выходе, а также вещественную и мнимуюсоставляющие взаимной спектральнойплотности1 и С 23Если при .измерении собственныхспектральных плотностей вход и выход транзистора-четырехполюсникаподключают к линиям передачи с калиброванными согласованными нагрузками, то при измерении взаимныхспектральных плотностей одну из согласованных нагрузок поочередно заменяют двумя рассогласованными нагрузками. Поэтому при измерениисобственных спектральных плотностей необходимо учитывать лишь мсдули йараметров рассеяния, которые выражают влияние мощностей шумов согласованных нагрузок, тогда какпри измерении взаимных спектральныхплотностей необходимо учитывать нетолько модули, но и аргументы параметров рассеяния, а также коэффициенты отражения рассогласованныхнагрузок, которые могут быть измерены с конечной точностью, Поскольку при определении взаимной спект, 40ральной плотности одновременно исполузуют результаты двух взаимосвязанных измерений, то суммарная результирующая ошибка измерения как минимумудваивается. ,45Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ измерения шумовых параметров,включающий измерение собственныхспектральных плотностей при согласо Ованных нагрузках на входе и выходе иизмерение взаимных спектральных плотностей при рассогласовании входа иливыхода 3 .однако допущение г, яф Б =О, (где 55Г - коэффициент отражения импеданса на входе транзистора, Я и Якоэффициенты прямой и обратной передачи матрицы рассеяния транзисторачетырехполюсника), положенное в основу обработки данных,. выполняетсяне для всех типов транзисторов, Визвестном способе точность измерениявзаимных спектральных плотностейоказывается значительно ниже точ но.ти измерения собственных Спектральных плотностей и обусловливаетбольшую ошибку в расчете коэффициента шума, достигающую в ряде случаев100-200,Кроме того, коэффициенты отражениярассогласованных нагрузок однозначно связаны с параметрами рассеяниятранзисторов, что определяет трудоемкость этих методов и их низкуюпроизводительность при измерении различных типов и даже различных образцов транзисторов, так как для каждого транзистора необходимо подбирать строго индивидуальные нагрузкиКроме того, способ неприемлем дляизмерений в том случае, если транзисттор неустойчив хотя бы при одной иэрассогласованных нагрузок на какойлибо частоте, Поскольку в ряде слу"чаев трудно обнаружить неустойчивостьтранзистора, зто снижает досто.ер.ность.Цель изобретения - повышение точности и достоверности измерения шумовых параметров рассеяния транзисторов,Поставленная цель достигается согласно способу измерения шумовых параметров рассеяния активных приборов, включающему измерение собственных спектральных плотностейпри согласованных нагрузках на входе и выходе и измерение взаимных. спектральных плотностей при рассогласовании какога-либо электрода,прикотором дополнительно измеряют собственную спектральную плотность состороны общего электрода активногоприбора при подключении его к ли.нии передачи с согласованной нагрузкой, а измерение мнимой составляющей взаимных спектральных плотностей производят отдельно при использовании одной рассогласованнойнагрузки, подключенной к любому электроду активного прибора.Представление активногО приборав виде автономного шестиполюсникаприведено в (3) для расчета влияниясопротивления в общем электроде накоэффициент шума. Использование этогопредставления для измерения шумовыхпараметров транзисторов позволяетисключить влияние параэитных элементов заземления общего электрода,присущее измерению параметров транзистора-четырехполюсника, так каквсе три электрода транзистора-шестиполюсника подключают к линиям передачи с калиброванными согласованными нагрузками.На чертеже приведена схема осуществления способа,При описании свойств транзисторакак автономного шестиполюсника необходимо учитывать три шумовые волны: е,1027630 Нормированные ток 1 ку падающаяЬ 10 волна ай отраженйая волна е на )-й паре зажимов произвольногомного,к полюсника связаны между собой соот- ношением 5 20 изводится по Формулам25 а расчет Т Г (при подключении второго электрода к измерителю спектральных плотностей н рассогласовании третьего электрода) с помощьюФоРмулы С-йеТеантТалагде 1- представляют собой спектральную плотность суммарноймощности шумов на входе из-мерителя с учетом шумоввнешних нагрузок;Б - параметры рассеяния транзистора-шестиполюсника;ГБюа=.С М С О ОЯф ( (5 (х 5 Ц ЙМ (5,(+ 5 з,3 +1(ГР-)-ЙЕ а(5,51+%газо.5 яЛГ - коэффициент отражения рассогласованной нагрузки 30 И 12 1 Ъ11 Й 1 2 ЪЪ 1 МЪЪ 35 40 Составитель Н,Михалев Редактор С.Юско Техред Т.Иаточка КорректорА.ФеренцЗаказ 4731/49 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатентфе, г. Ужгород, ул. Проектная,4 еи ев,излучаемые в согласованные нагрузки 1 - 3 со стороны каждого электро да, Под действием этих шумовых волн через согласованные нагрузки протекают нормированные шумовые токи 1, 3. и 1 . В соответствии,с законом5 ,Кирхгофа их сумма равна нулю+1 +1 =01 к-ак,-е К,Так как в режиме измерения пара-.метров падающие собственные шумовыеволны транзистора отсутствуют,т,е.а =О, то 1=-ек. Отсюда, учитываяуравнение (1), следует, что суммаотраженных шумовых волн транзистораравна нулю е +е +е=О, ( 2)Умножая обе части уравнения (2) последовательно на еф,е и еф, полу чим, что сумма элементов каждой, строки и каждого столбца шумовой матрицы рассеяния транэистора как автономного шести= полюсиика равна нулю. Параметры Г" при 1= представляют собой нормированные собственные спектральные плотности, а при 1 ф - нормированные взаимные спектральные плотности, причем- ,М.ВЦ (4 к Тд где1 - постоянная Больцмана 1Т е 293 фК - стандартная шумоваятемпература. Полученное свойство шумовой матрицы 3 позволяет выразить вещественные составляющие взаимных спектральных плотностей через собственные спект- ральные плотности е,= О(т. -Ъ -Га и ъ 3Ке =ц СС- Г 22- с 1 а между мнимыми составляющими взаимных спектральных плотностей установить соотношение Таким образом, для полного определения шумовой матрицы рассеяния транзистора как автономного шестиполюсника достаточно измерить все три собстВенные плотности и мнимую сос- Ртавляющую какой-либо взаимной спектральной плотности.Расчет собственных спектральных плотностей по данным измерений про"